(57)【要約】【課題】インク吐出部の乾燥防止のためにインク吐出面に塗布されるシール液の使用量を削減するとともに、シール液の塗布性能及び除去性能を向上させることができるインクジェット記録ヘッド及びこれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】ノズルプレート５２のインク吐出面６０のうちノズル５１の吐出口と接するノズル近傍領域に撥液処理部６１を形成し、その外側周囲に領域にシール液との親和性を有する親シール液処理部６２を形成する。親シール液処理部６２の更に外側周囲も撥液処理部６３とする。インク吐出面６０に供給されたシール液７３は、親シール液処理部６２に付着し、撥液処理部６１についてはシール液の付着が抑制される。ノズル５１の周囲に限って親シール液処理部６２を形成しておくことにより、従来と比較して少量のシール液で確実にメニスカス８２を密閉できる。【選択図】    図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するノズルを備えたインクジェット記録ヘッドであって、
前記ノズルの吐出口が形成されている吐出面に、前記インクをはじく撥液処理部と、前記ノズル内のインクと外気を遮断するために用いられるシール液との親和性を有する親シール液処理部と、が設けられていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記吐出面のうち前記ノズルの吐出口と接する領域に前記撥液処理部が形成され、当該撥液処理部の外側に前記親シール液処理部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記吐出面のうち前記親シール液処理部の更に外側の領域には前記インクをはじく撥液処理部が形成されていることを特徴とする請求項２記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記親シール液処理部は凹面形状を有していることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項記載のインクジェット記録ヘッドと、
前記吐出面に前記シール液を供給するシール液コーティング手段と、
前記吐出面に付着させた前記シール液を除去するシール液除去手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット記録ヘッド及び画像形成装置に係り、特にノズル内部のインク乾燥による吐出不良を防止するのに好適な記録ヘッドの構造及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式の画像形成装置（インクジェット記録装置）は、ノズルを備えた記録ヘッドに対して記録紙等の印字媒体を相対的に移動させながら、印字信号に応じてノズルからインクを吐出させることにより印字媒体上にインク滴を着地させ、そのインクドットによって印字媒体上に画像を形成する。
【０００３】
かかるインクジェット記録装置では、インク液を吐出するノズルを大気開放してメニスカス（インクと外気との界面）を長時間放置すると、乾燥によってノズル内のインクの粘度が上昇し、吐出不良の原因となる。そのため、通常は、プリント終了後に印字ヘッドのインクをキャップで覆い、メニスカスの乾燥を防止している。
【０００４】
また、別の手法として、特許文献１には、インク吐出面の乾燥を防止する粘性材を付与する粘性材供給部と、付与された粘性材を印字ヘッド面から除去する粘性材除去部とを備えたインクジェット記録装置が開示されている。同文献によれば、粘性材を充填したキャップに印字ヘッドのノズル面（インクの吐出口面）を嵌合させることによって粘性材を吐出口面に付与する構造が開示され、ゴム等の弾性材料からなるブレードを吐出口面上で相対的に摺動させることにより吐出面上の粘性材を拭き取る構造が開示されている。粘性材は保湿又は湿潤させる性質を有するものが好ましいとされ、水性インクの場合における好適な粘性材として、グリセリン、エチレングリコール等が例示されている。
【０００５】
特許文献２には、吐出面を摺擦してクリーニングするとともに、吐出面に塗膜材を塗布してノズルにバリア膜を形成する摺擦部材を備えたインクジェットプリンタが開示されている。塗膜材としてシリコンオイルが例示され、摺擦部材はクリーニングするための払拭層と塗膜材を塗布する塗布層とが積層された構造を有している。
【特許文献１】特開平９−１８１４号公報
【特許文献２】特開２００１−７１５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来提案されている構造は、印字ヘッドのインク吐出面の全面に粘性材又は塗膜材（以下、これらを総称して「シール液」という。）を塗布するため、大量のシール液を使用する。また、印字ヘッドのインク吐出面にはインクをはじく撥液（撥水）処理が施されているため、シール液の塗布が容易ではない。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、従来と比較してシール液の使用量を削減することができるとともに、シール液の塗布性能及び除去性能を向上させることができるインクジェット記録ヘッド及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために本発明に係るインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出するノズルを備えたインクジェット記録ヘッドであって、前記ノズルの吐出口が形成されている吐出面に、前記インクをはじく撥液処理部と、前記ノズル内のインクと外気を遮断するために用いられるシール液との親和性を有する親シール液処理部と、が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
撥液処理部は、インクをはじく作用を有するとともにシール液に対してもこれをはじく作用を有するエリアである。一方、親シール液処理部はシール液に対して親和性があり、シール液が付着しやすいエリアであるが、インクに対してはこれをはじく作用を有している。したがって、本発明によれば、吐出面に供給されたシール液は親シール液処理部に付着し、撥液処理部についてはシール液の付着が抑制される。
【００１０】
シール液を付着させる必要のある部分（例えば、ノズルの周囲）に限って親シール液処理部を形成しておくことにより、従来と比較して少量のシール液で確実にメニスカスを密閉することが可能である。
【００１１】
本発明において、ノズルの吐出口を中心とする直径数百μｍの範囲について撥液処理部と親シール液処理部とに分ける態様が好ましい。
【００１２】
なお、本発明において、記録ヘッドの吐出面には撥液処理部と親シール液処理部の少なくとも２種類の表面処理部が設けられていればよく、更に別の表面処理部が付加される態様もあり得る。
【００１３】
本発明の一態様に係るインクジェット記録ヘッドは、前記吐出面のうち前記ノズルの吐出口に接する領域に前記撥液処理部が形成され、当該撥液処理部の外側に前記親シール液処理部が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
かかる態様によれば、ノズルの吐出口に接する近傍領域を撥液処理部とし、その外側の周囲を親シール液処理部としたことにより、インクの吐出性能を犠牲にすることなく、少量のシール液で確実にメニスカスの乾燥を防止することができる。
【００１５】
この場合、前記吐出面のうち前記親シール液処理部の更に外側の領域には前記インクをはじく撥液処理部を形成し、前記親シール液処理部は必要最小限のエリアとする態様が好ましい。
【００１６】
また、本発明の他の態様として、前記親シール液処理部は凹面形状を有していることを特徴とする。この場合、凹部の側面（壁面）も親シール液処理が施されている態様が好ましい。
【００１７】
親シール液処理部の凹形状のエッジによる保持力によってシール液の保持性が高まる。なお、シャープエッジほど保持力が高まる。親シール液処理部の接液保持部に凹凸形状によりエッジを設けることでノズル面と親シール液との接触角を安定にする効果があり、結果としてシール液を安定して付着させることができる。
【００１８】
本発明の更に他の態様は、上記した本発明に係るインクジェット記録ヘッドを用いた画像形成装置を提供する。すなわち、本発明による画像形成装置は、上記した特徴を有するインクジェット記録ヘッドと、前記吐出面に前記シール液を供給するシール液コーティング手段と、前記吐出面に付着させた前記シール液を除去するシール液除去手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１９】
インクジェット記録ヘッドを用いる画像形成装置は、記録ヘッドに対して印字媒体を相対移動させながら記録ヘッドのノズルからインクを吐出することにより、印字媒体上に画像を形成する。本発明の画像形成装置によれば、印字終了後など必要に応じてシール液コーティング手段によってヘッドの吐出面にシール液が供給され、親シール液処理部にシール液が付着する。この付着したシール液によってノズル内部のインクと外部空気とが遮蔽され、インクの乾燥が防止される。これにより、インクの粘度上昇が抑制され、吐出不良の発生を防止できる。
【００２０】
一方、印字を行う場合には、吐出面に付着しているシール液を印字動作の実行前にシール液除去手段によって除去する。これにより、ノズルの吐出口が開放され、インクの吐出が可能になる。
【００２１】
シール液コーティング手段の具体的態様として、吐出面に当接しながら従動回転する給液ローラを用いる態様、又は吐出面を摺擦するブレードを用いる態様がある。
【００２２】
給液ローラの素材は、シール液に対して親和性があり、浸透性のある発泡性素材が好ましい。更に、給液ローラのシール液に対する素材親和性は吐出面に施した親シール液処理より小さく設定することが好ましい。かかる態様により、シール液の塗布性能が良好になる。
【００２３】
シール液コーティング手段としてブレードを用いる態様については、例えば、軟質ゴムを使用し、吐出面との密着性を上げ、凹面とクリアランスを保つことで良好な塗布が可能である。
【００２４】
シール液除去手段の具体的態様として、吐出面に当接しながら従動回転する吸液ローラを用いる態様、又は吐出面を摺擦するブレードを用いる態様がある。
【００２５】
吸液ローラの素材はシール液に対する親和性があり、浸透性のある発泡性素材が好ましく、更に、吐出面に施した親シール液処理よりも親和性を大きく設定することが好ましい。かかる態様により、シール液の除去性能が良好になる。
【００２６】
シール液除去手段としてブレードを用いる態様については、例えば、軟質ゴムを使用し、親シール液処理部との密着性を上げることで除去性能を良化させることができる。
【００２７】
本発明の実施に際して、記録ヘッドの形態は特に限定されず、印字媒体の送り方向と略直交する方向に印字ヘッドが往復動作しながら印字を行うシャトル方式の記録ヘッドであってもよいし、インクを吐出する複数のノズルが印字媒体の送り方向と略直交する方向に前記印字媒体の全幅に対応する長さにわたって配列された１列以上のノズル列を有するフルライン型の記録ヘッドであってもよい。
【００２８】
「フルライン型の記録ヘッド」は、通常、印字媒体の送り方向と直交する方向に沿って配置されるが、送り方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿って記録ヘッドを配置する態様もあり得る。また、記録ヘッドにおけるノズルの配列形態は、１列のライン状配列に限定されず、複数列からなるマトリックス配列でもよい。更には、印字媒体の全幅に対応する長さに満たないノズル列を有する短尺記録ヘッドユニットを複数個組み合わせることによって、これらユニット全体として印字媒体の全幅に対応するノズル列（画像記録素子列）を構成する形態もあり得る。
【００２９】
「印字媒体」は、記録ヘッドによって印字を受ける媒体（メディア）であり、被画像形成媒体、被記録媒体、受像媒体などと呼ばれ得るものである。印字媒体の具体的態様には、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、インクジェットで配線パターンを形成するプリント基板、その他材質や形状を問わず、様々な媒体が含まれる。
【００３０】
印字媒体を記録ヘッドに対して相対移動させる搬送手段は、停止した（固定された）記録ヘッドに対して印字媒体を搬送する態様、停止した印字媒体に対して記録ヘッドを移動させる態様、或いは、記録ヘッドと印字媒体の両方を移動させる態様の何れをも含む。
【００３１】
なお、本明細書において「印字」という用語は、文字の形成のみならず、文字を含む広い意味での画像を形成する概念を表すものとする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、記録ヘッドのインク吐出面に撥液処理部と親シール液処理部の２種類の表面処理部を設けたので、親シール液処理部の部分について限定的にシール液を付着させることが可能になり、従来と比較してシール液の使用量を削減することができる。
【００３３】
また、ノズルの吐出口と接する近傍領域を撥液処理部とし、その外側に親シール液処理部を形成する態様により、インクの吐出性能を確保しつつ、ノズル周囲のみにシール液の皮膜を形成することができる。
【００３４】
更に、親シール液処理部の接液保持部に凹凸によるエッジを設けることでシール液の塗布を一層容易化できるとともに、シール液を安定的に付着させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３６】
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図１は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色ごとに設けられた複数の印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。
【００３７】
図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
【００３８】
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。
【００３９】
給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
【００４０】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター（第１のカッター）２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置される。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。
【００４１】
デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラ３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。
【００４２】
ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられおり、この吸着チャンバ３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。
【００４３】
ベルト３３が巻かれているローラ３１、３２の少なくとも一方にモータ（不図示）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１上の時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は図１の左から右へと搬送される。
【００４４】
縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。
【００４５】
なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
【００４６】
吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
【００４７】
印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙送り方向と直交方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。詳細な構造は図示しないが、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、図２に示したように、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。
【００４８】
なお、用紙（記録紙１６）の全幅に対応したノズル列を有するフルライン型のヘッドでノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン又は１個の帯状を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。一方、上述したフルライン型のヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン又は１個の帯状の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。
【００４９】
記録紙１６の送り方向（以下、紙搬送方向という。）に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。
【００５０】
このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドが各インク色ごとに設けられてなる印字部１２によれば、副走査方向について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが主走査方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００５１】
なお、本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。
【００５２】
図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは管路（図１中不図示）を介して各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
【００５３】
印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサを含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。
【００５４】
本例の印字検出部２４は、少なくとも各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列と、からなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
【００５５】
印字検出部２４は、各色の印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定などで構成される。
【００５６】
印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。
【００５７】
多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。
【００５８】
後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００５９】
こうして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り替える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成される。
【００６０】
また、図１には示さないが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。
【００６１】
〔ノズルの構造〕
図３は、印字ヘッドに形成されている各ノズルに対応したインク室の概略構成を示す断面図である。図３において、符号５１はインク吐出用の開口（ノズル）、５２はノズルプレート、５４は圧力室、５６は加圧板、５８はアクチュエータである。
【００６２】
ノズル５１に対応して設けられている圧力室５４は、不図示の供給口を介してヘッド内の共通流路（不図示）と連通している。インク貯蔵／装填部１４から送液されたインクは共通流路を通って圧力室５４に供給される。圧力室５４の天面を構成している加圧板５６には個別電極５９を備えたアクチュエータ５８が接合されており、個別電極５９に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ５８が変形し、圧力室５４内のインクが加圧されることにより、ノズル５１からインクが吐出される。
【００６３】
本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータ５８の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。
【００６４】
ノズル５１が形成されているノズルプレート５２のインク吐出面６０には、ノズル５１の周縁近傍領域６１に撥液処理が施されており、当該撥液処理された領域（以下、「第１の撥液処理部」という。）６１の外側の領域６２に親シール液処理が施されている。また、親シール液処理が施された領域（以下、「親シール液処理部」という。）６２の更に外側の領域６３は符号６１と同様に撥液処理が施されている。符号６３で示した撥液処理領域を以下、「第２の撥液処理部」という。
【００６５】
撥液処理は、インクやシール液をはじく作用をもたらす表面処理であり、この処理によって対象領域に撥液層（撥水層）が形成される。例えば、フッ素系化合物をスプレーコーティングなどによって塗布するなどの手法が用いられる。
【００６６】
親シール液処理は、シール液に対して親和性のある表面層を形成する処理、すなわち、シール液を付着しやすくする処理である。オイル系のシール液が用いられる場合における親シール液処理の具体例としては、ニッケル（Ｎｉ）、アルミ（Ａｌ）、ステンレス等の金属材料表面とする態様、シリコン単結晶基板等の無機材料やポリイミド樹脂によって親シール液層を形成する態様などがある。親シール液処理の具体的態様は、使用されるシール液との関係で適宜設計される。
【００６７】
水性インクを用いる場合のシール液としては、常温で液体の有機溶媒やオイル類を用いることができる。例えば、オクタン、ノナン、テトラデカン、ドデカン等の炭化水素、オレイン酸、リノール酸等の高級脂肪酸、ｎ−デカノ−ル、ジメチルブタノ−ル等の非水溶性のアルコール類、フタル酸ジブチル、マレイン酸ジブチル等の可塑剤を用いることができる。あるいは、植物油、鉱物油、シリコンオイル、フッ素オイル等も用いることができる。これらは、単独で用いてもよいし、均一に混合し得るものであれば、複数種を混合して用いてもよい。
【００６８】
撥液処理部６１，６３、シール液、親シール液処理部６２、及びインクの表面エネルギー関係をまとめると次式のようになる。
【００６９】
撥液処理部＜シール液≦親シール液処理部＜インク
つまり、撥液処理部６１，６３はシール液及びインクをはじく作用を有する。シール液は撥液処理部６１，６３によってはじかれるが、親シール液処理部６２には付着しやすい。親シール液処理部６２は、シール液に対して親和性を有するが、インクをはじくという関係にある。
【００７０】
図４はノズル周辺の表面処理領域の位置関係を示した拡大図である。同図に示すように、ノズル５１の周辺部は、ノズル５１の開口円（ノズル穴）と同心円状に複数のリング状領域（図４において符号６１、６２）が画定されている。ノズル５１に接する周縁近傍の領域が第１の撥液処理部６１であり、これの外側の領域が親シール液処理部６２、その更に外側は第２の撥液処理部６３となっている。
【００７１】
第１の撥液処理部６１及び親シール液処理部６２の大きさ（外径寸法ｄ1 , ｄ2 ）は適宜設計される。例えば、ノズル５１の直径約３０μｍのとき、第１の撥液処理部６１の外径ｄ1 は約１００μｍ程度、親シール液処理部６２の外径ｄ2 は数百μｍ程度（例えば、２００〜３００μｍ）のオーダーで設計される。
【００７２】
〔シール液コーティング手段の説明〕
図５はシール液コーティング手段の一例を示した概略構成図である。図５に示したコーティング手段は、印字ヘッド７０（１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに相当）のインク吐出面６０に接触して従動回転する給液ローラ７２と、シール液７３が貯留された容器７４とを備え、これらが一体的に不図示の駆動機構によってインク吐出面６０に沿って移動可能な構造を有している。
【００７３】
給液ローラ７２は、シール液７３に対して親和性があり、かつ浸透性のある発泡性素材で構成することが好ましく、シール液に対する素材親和性はインク吐出面６０に施した親シール液処理部６２よりも小さく設定することが好ましい。例えば、給液ローラ７２は、ウレタン多孔質発泡素材又はシリコン多孔質発泡素材など、シール液７３の保持（含浸）性を有する材料を用いて構成されている。給液ローラ７２におけるシール液との親和性は、多孔質のセルの大きさを調整し、浸透圧を調整することによって設計される。
【００７４】
給液ローラ７２の一部は容器７４内のシール液７３に浸されており、不図示の駆動機構によって当該給液ローラ７２がインク吐出面６０上を従動回転しながら移動することにより、給液ローラ７２に含浸されたシール液７３が印字ヘッド７０のインク吐出面６０に塗布される。なお、同図では、給液ローラ７２及び容器７４からなるユニットが図５の左から右へ移動してシール液７３の塗布が行われる様子が示されている。
【００７５】
図６はシール液コーティング手段の他の構成例を示した概略構成図である。図６に示したコーティング手段は、シール液７３を貯留した容器７４から印字ヘッド７０のインク吐出面６０にシール液７３を送液する送液管７６と、インク吐出面６０を摺擦するブレード７８と、ブレード７８で払拭された余分なシール液７３を回収する回収容器７９と、を備え、これらが一体的に不図示の駆動機構によってインク吐出面６０に沿って移動可能な構造を有している。同図では、ブレード７８が図６上で右から左へ移動することによりシール液７３の塗布を行われる様子が示されている。
【００７６】
送液管７６によってブレード７８の接触点付近にシール液７３が導かれ、送液管７６先端部の給液口８０からシール液７３がインク吐出面６０に供給される。給液口８０からシール液７３を供給しながら、その後をブレード７８で摺擦することにより、インク吐出面６０にシール液７３を塗布する。余剰のシール液７３はブレード７８によって払拭除去され、回収容器７９に戻される。ここで、シール液７３を貯留した容器７４に回収したシール液７３を戻すようにし、回収容器７９と容器７４を兼用してもよい。
【００７７】
図５又は図６で例示したコーティング手段によってシール液７３をインク吐出面６０に付与することで、ノズル周囲の親シール液処理部６２にだけシール液７３を付着させ、その外側の撥液処理部（第２の撥液処理部６３）にはシール液７３を付着させない状態を実現できる。
【００７８】
図７にシール液の付着状態を示す。図示のように、ノズル５１の先端部にはインク８１の負圧によりメニスカス８２が形成される。ノズルプレート５２のインク吐出面６０にシール液７３が塗布されると、ノズル５１近傍の親シール液処理部６２にシール液７３が付着し、メニスカス８２がシール液７３によって封止される。親シール液処理部６２の外側の周囲は撥液処理が施された第２の撥液処理部６３となっているため、親シール液処理部６２の外側の領域にはシール液７３が付着しない。
【００７９】
これにより、ノズル５１の近傍周囲のみを少量のシール液７３で覆うことが可能となり、メニスカス８２の乾燥を防止できる。
【００８０】
なお、シール液７３の保持性を更に高める手段として、図８に示すように、ノズル５１の周囲にインク吐出面６０よりも一段下がった段差構造の凹部８４を形成する態様も好ましい。凹部８４の底面のうちノズル５１の吐出口と接する第１の撥液処理部６１よりも外側の周囲領域８６と、凹部８４の側面８７全周に親シール液処理が施されている。また、凹部８４の外側領域（インク吐出面６０のフラット部）８９は撥液処理が施される。かかる構成により、段差構造の面が変化する凹部８４の外側領域と凹部８４のカドの部分でシール液７３の接触面が変化することと、処理が変化するため保持性が高まり、凹部８４の内側にシール液７３を容易に付着させることが可能になる。
【００８１】
図９乃至図１３は親シール液処理部における接液保持部の他の構造例を示す図である。なお、これらの図面において図８の例と同一又は類似の部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００８２】
図９に示すように、凹部８４の断面形状は、凹部８４の底面から外側（図９において下側）に向かって斜めに広がった形状でもよい。図９では、凹部８４の底面と斜めに広がる傾斜側面９０のコーナ９１が円弧状（Ｒ付き）に形成されている例が示されているが、コーナ形状は図示の例に限定されず、角部を残した形状（Ｒ無し）でもよい。
【００８３】
また、図１０に示すように、凹部８４の底面と凹部８４側面８７のコーナを円弧状に形成した形態もあり得る。図９及び図１０に例示した構成により、シール液除去時に残留シール液を低減することができる。
【００８４】
図１１に示した例では、ノズルプレート５２のインク吐出面６０においてノズル５１周囲近傍に溝９４が形成されており、この溝９４の内面に親シール液処理が施されている構造となっている。かかる構成は、エッチング加工などの加工適正がよく、また、ノズル穴に加工が及ばないため、ノズル穴形状に変化がなく、飛翔特性に悪影響を及ぼさないという利点がある。
【００８５】
図１２に示した例では、ノズルプレート５２のインク吐出面６０においてノズル５１周囲近傍に凸部９６が形成され、該凸部９６のノズル５１側の側面９６Ａ及び下面９６Ｂに親シール液処理が施される。この凸部９６は、例えば、ニッケル無電解メッキの技術を用いてメッキ加工で形成することができる。かかる構成は、加工が容易であり、また、ノズル穴に加工が及ばないため飛翔特性に影響を与えないという利点がある。
【００８６】
更に、図１３に示すように、図８と同様の凹部形状を実現する場合においても、メッキ加工によってノズルプレート５２の下面に段差層９８を設けることにより、凹部８４を形成してもよい。
【００８７】
本発明の実施に際しては、印字ヘッド７０に形成される各ノズル５１についてそれぞれ個別に親シール液処理部６２を形成する態様に限らず、ノズル群の周囲に親シール液処理部を形成する態様もある。
【００８８】
図１４は、ノズル群の周囲に親シール液処理部を形成する例を示した図であり、図１５は図１４中の１５−１５線に沿う断面図である。
【００８９】
これらの図面に示したように、複数のノズル５１が配列されたノズル群１００が形成される態様の場合、ノズル群１００の周囲に当該ノズル群１００を囲む凹部１０４が形成され、凹部１０４の底面のうちノズル５１と接する領域部分１０５に撥液処理が施され、その外側周囲領域１０６に親シール液処理が施される。また、凹部１０４の側面１０７全周にも親シール液処理が施される（図１０参照）。
【００９０】
かかる構成により、凹部１０４で囲まれたノズル群１００全体がシール液７３によって覆われる。このように、シール液７３の付着範囲をノズル群１００周囲の最小限の範囲とすることにより、シール液７３の使用量低減を図ることができる。
【００９１】
〔シール液除去手段の説明〕
上述したように、印字待機中は、シール液７３によってメニスカス８２を覆い、乾燥を防止する。その後、印字を行う際には、インク吐出面６０に付着しているシール液７３を印字前に除去する。
【００９２】
図１６はシール液除去手段の一例を示した概略構成図である。図１６に示したシール液除去手段は、印字ヘッド７０のインク吐出面６０上を従動回転する吸液ローラ１１０を用いてシール液７３を吸収除去するものである。同図では、吸液ローラ１１０が図１６の左から右へ移動しながらシール液７３の除去を行う様子が示されている。
【００９３】
吸液ローラ１１０の素材は、シール液に対して親和性があり、かつ浸透性のある発泡性素材が好ましく、インク吐出面６０に施した親シール液処理部６２よりも親和性を大きく設定することが好ましい。
【００９４】
かかる態様により、親シール液処理部６２に付着したシール液７３を効率よく除去することができる。なお、図には示されていないが、シール液７３を吸収した吸液ローラ１１０を絞るための絞り機構を設けることにより、絞り出したシール液７３を再利用することが可能である。
【００９５】
図１７はシール液除去手段の他の構成例を示した概略構成図である。図１７に示したシール液除去手段は、印字ヘッド７０のインク吐出面６０を摺擦するブレード１１４と、ブレード１１４で払拭されたシール液７３を回収する回収容器１１６と、を備え、これらが一体的に不図示の駆動機構によってインク吐出面６０に沿って移動可能な構造を有している。同図では、ブレード１１４が図１７上で左から右へ移動することによりシール液７３の除去が行われる様子が示されている。
【００９６】
ブレード１１４は、軟質ゴムを使用し、親シール液処理部６２との密着性を上げることにより、除去性能を良化させることができる。
【００９７】
図１７に示したシール液除去手段は、図６で説明したシール液コーティング手段と兼用することが可能である。すなわち、図６で説明したブレード７８を塗布用及び除去用として兼用し、図６で説明したシール液７３の塗布動作時と逆方向の動作によってシール液７３を拭き取ることができる。
【００９８】
なお、図８乃至図１５で説明したように親シール液処理エリアを凹面形状とした構造の場合、ブレードによるシール液除去が難しいため、図１６で説明した吸液ローラ１１０を用いる態様が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図
【図２】図１に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図
【図３】印字ヘッドに形成されている各ノズルに対応したインク室の概略構成を示す断面図
【図４】ノズル周辺の表面処理領域の位置関係を示した拡大図
【図５】シール液コーティング手段の一例を示した概略構成図
【図６】シール液コーティング手段の他の構成例を示した概略構成図
【図７】ノズル近傍におけるシール液の付着状態を示す断面図
【図８】親シール液処理部を凹面形状とした例を示す断面図
【図９】親シール液処理部の接液保持部における他の構造例を示す断面図
【図１０】親シール液処理部の接液保持部における他の構造例を示す断面図
【図１１】親シール液処理部の接液保持部における他の構造例を示す断面図
【図１２】親シール液処理部の接液保持部における他の構造例を示す断面図
【図１３】親シール液処理部の接液保持部における他の構造例を示す断面図
【図１４】ノズル群の周囲に親シール液処理部を形成する例を示した図
【図１５】図１４の１５−１５線に沿う断面図
【図１６】シール液除去手段の一例を示した概略構成図
【図１７】シール液除去手段の他の構成例を示した概略構成図
【符号の説明】
【０１００】
１０…インクジェット記録装置、１２…印字部、１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ…印字ヘッド、１４…インク貯蔵／装填部、１６…記録紙、５１…ノズル、５２…ノズルプレート、５４…圧力室、５８…アクチュエータ、６０…インク吐出面、６１…撥液処理部、６２…親シール液処理部、６３…撥液処理部、７０…印字ヘッド、７２…給液ローラ、７３…シール液、７６…送液管、７８…ブレード、８１…インク、８２…メニスカス、８４…凹部、１００…ノズル群、１０４…凹部、１１０…吸液ローラ、１１４…ブレード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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